DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA VIDA Y DE LA...
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DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA VIDA Y DE LA AGRICULTURA CARRERA DE INGENIERÍA EN BIOTECNOLOGÍA TRABAJO DE TITULACIÓN PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO EN BIOTECNOLOGÍA TEMA: “IDENTIFICACIÓN DE BACTERIAS CAUSANTES DE INFECCIONES RESPIRATORIAS PRESENTES EN MATERIAL PARTICULADO PM10 EN EL DISTRITO METROPOLITANO DE QUITO” AUTOR: BENAVIDES CORREA DAVID LUIS DIRECTORA: M.Sc. KOCH KAISER ALMA SANGOLQUÍ 2017
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DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA VIDA Y DE LA
AGRICULTURA
CARRERA DE INGENIERÍA EN BIOTECNOLOGÍA
TRABAJO DE TITULACIÓN PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL
TÍTULO DE INGENIERO EN BIOTECNOLOGÍA
TEMA: “IDENTIFICACIÓN DE BACTERIAS CAUSANTES DE
INFECCIONES RESPIRATORIAS PRESENTES EN MATERIAL
PARTICULADO PM10 EN EL DISTRITO METROPOLITANO DE
QUITO”
AUTOR: BENAVIDES CORREA DAVID LUIS
DIRECTORA: M.Sc. KOCH KAISER ALMA
SANGOLQUÍ
2017
ii
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA VIDA Y LA AGRICULTURA
CARRERA DE INGENIERÍA EN BIOTECNOLOGÍA
CERTIFICACIÓN
Certifico que el trabajo de titulación, “IDENTIFICACIÓN DE BACTERIAS
CAUSANTES DE INFECCIONES RESPIRATORIAS PRESENTES EN
MATERIAL PARTICULADO PM10 EN EL DISTRITO METROPOLITANO DE
QUITO” realizado por DAVID LUIS BENAVIDES CORREA, ha sido revisado en su
totalidad y analizado por el software anti-plagio, el mismo cumple con los requisitos
teórico, científicos, técnicos, metodológicos y legales establecidos por la Universidad de
las Fuerzas Armadas-ESPE, por lo tanto me permito acreditarlo y autorizar al señor
DAVID LUIS BENAVIDES CORREA para que lo sustente públicamente.
Sangolquí ,06 de Enero 2017
iii
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA VIDA Y LA AGRICULTURA
CARRERA DE INGENIERÍA EN BIOTECNOLOGÍA
AUTORÍA DE RESPONSABILIDAD
Yo, DAVID LUIS BENAVIDES CORREA, con Documento Nacional de Identificación
171950342-5, declaro que este trabajo de titulación “IDENTIFICACIÓN DE
BACTERIAS CAUSANTES DE INFECCIONES RESPIRATORIAS PRESENTES
EN MATERIAL PARTICULADO PM10 EN EL DISTRITO METROPOLITANO
DE QUITO”, ha sido desarrollado considerando los métodos de investigación existente,
así como también se ha respetado los derechos intelectuales de terneros considerándose
en las citas bibliográfica.
Consecuentemente declaro que este trabajo es de mi autoría en virtud de ello me declaro
responsable del contenido, veracidad y alcance de la investigación mencionada.
Sangolquí ,06 de Enero 2017
iv
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA VIDA Y LA AGRICULTURA
CARRERA DE INGENIERÍA EN BIOTECNOLOGÍA
AUTORIZACIÓN
Yo, DAVID LUIS BENAVIDES CORREA, autorizo a la Universidad de las Fuerzas
Armadas ESPE publicar en la biblioteca Virtual de la institución el presente trabajo de
titulación, “IDENTIFICACIÓN DE BACTERIAS CAUSANTES DE
INFECCIONES RESPIRATORIAS PRESENTES EN MATERIAL
PARTICULADO PM10 EN EL DISTRITO METROPOLITANO DE QUITO” cuyo
contenido, ideas y criterios son de mi autoría y responsabilidad. .
Sangolquí ,06 de Enero 2017
v
DEDICATORIA
La realización de mi proyecto de Titulación es dedicada a los motores de mi vida, los
mismos que han motivado a la culminación de mi proyecto, mis padres German Benavides
y Julia Correa, que gracias a su preocupación, confianza y “hostigamiento”, me fue posible
culminar mi tesis.
DAVID LUIS BENAVIDES CORREA
vi
AGRADECIMIENTO
Una vez más agradeciendo a mis padres ya que sin su apoyo no hubiese sido
posible culminar mis estudios.
A mi hermana Náthaly que me conoce más que a nadie y que junto a mi sobrino
Joaquín han sido mis cómplices desde el primer día.
A mis apoyos emocionales Marco V., Ricardo C., Jonathan R., Pamela F. y Carla
G. que con sus consejos y ocurrencias han sabido cómo mantenerme cuerdo.
A mi grupo universitario “Los Zuris” con los que hemos pasado un sinnúmero de
pruebas, y a pesar de no estar juntos todo el tiempo, hemos sabido mantener la amistad
hasta el final.
A mi Directora de Tesis Alma Koch, que más que docente, es Persona; mujer
admirable, llena de valores y virtudes. Gracias por toda la confianza y tiempo depositado
en mí, estoy seguro de que no será en vano.
A Candelaria que con su nariz húmeda ha sido mi compañera fiel en los más duros
momentos.
A la Secretaría de Ambiente del DMQ por la confianza depositada para llevar a
cabo la investigación en sus instalaciones.
Finalmente quiero agradecer de sobremanera a la Carrera de Ingeniería en
Biotecnología por ayudarme a entender que el mundo está lleno de personas egoístas y
maliciosas que sólo buscan su satisfacción personal, satisfacción que está sutilmente
disfrazada de buenas acciones; una vez más gracias por ayudarme a no ser parte de ello.
DAVID LUIS BENAVIDES CORREA
vii
ÍNDICE DE CONTENIDOS
CONTENIDO PÁGINA
Carátula……………………………………………………….…………………………. i
Legalización de firmas………………………….………………………………………. ii
Certificación………………………….………………………….…………...………… iii
Declaración de responsabilidad………………………….………………………..……. iv
Autorización…………………….………………………….…………………………….v
Dedicatoria……………………….………………………….…………………………..vi
Agradecimiento……………………….………………………….……………………. vii
Índice de contenidos ………………………….……………………………………... viii
Índice de figuras………………………….……………………………………………... x
Índice de tablas…………………………………………………….. …………………. xii
Índice de anexos………………………………….…………………………………… xiii
Listado de abreviaturas……………………………………………………………...…. xv
Resumen……………………………………………………………………………… xvi
Abstract……………………………………………………………………………… xvii
CAPÍTULO 1: INTRODUCCIÓN………………………...……………………………. 1
1.1 Formulación del problema…………………………………………………………... 1
1.2 Justificación del problema…………………………………...……………………… 1
1.3 Objetivos…………………………………………………………………………….. 2
1.3.1 Objetivo general…………………………………………………………………... 2
1.3.2 Objetivos específicos…………………………………………………………….... 2
1.4 Marco referencial……………………………………………………………………. 3
1.4.1 Descripción de la ciudad de Quito………………………………………………… 3
1.4.1.1 Meteorología de la ciudad de Quito…………………………………………….. 3
1.4.2 Contaminación en aire ambiente………………………………………………….. 4
1.4.2.1 Contaminantes comunes……………………………………………………….... 5
1.4.2.1.1 Material Particulado (PM)…………………………………………………….. 5
1.4.2.1.2 Óxidos de Nitrógeno (NOx)…………………………………………………... 5
viii
1.4.2.1.3 Dióxido de Azufre (SO2)……………………………………………………... 6
1.4.2.1.4 Monóxido de Carbono (CO)………………………………………………….. 6
1.4.2.1.5 Oxidantes Fotoquímicos………………………………………………………. 6
1.4.3 Material Particulado PM10…………………………………………………………7
1.4.3.1 Material Particulado en DMQ……………………………………………………7
1.4.4 Infecciones Respiratorias…………………………………………………………. 8
1.4.4.1 Principales bacterias causantes de Infecciones respiratorias……………………. 9
1.5 Hipótesis…………………………………………………………………………….10
CAPÍTULO 2: MATERIALES Y MÉTODOS…………………………………………11
2.1 Participantes………………………………………………………………………...11
2.2 Zona de estudio…………………………………………………………………….. 11
2.3 Período de Investigación…………………………………………………………....11
2.4 Selección de los puntos de muestreo en la localidad………………………………. 11
2.5 Recolección del Material Particulado PM10………………………………………. 13
2.6 Captación y purificación de bacterias……………………………………………… 13
2.7 Identificación de Bacterias………………………………………………………… 16
CAPÍTULO 3: RESULTADOS……………………………………………………….. 19
3.1 Cuantificación de Material Particulado PM10…………………………………….. 19
3.2 Cultivos obtenidos, clasificación…………………………………………………... 23
3.3 Pruebas Bioquímicas………………………………………………………………..27
3.4 Relación partícula-bacteria………………………………………………………….29
CAPÍTULO 4: DISCUSIÓN…………………………………………………………....34
CAPÍTULO 5: CONCLUSIONES…………………………………………………….. 42
CAPÍTULO 6: RECOMENDACIONES……………………………………………….43
CAPÍTULO 7: BIBLIOGRAFÍA……………………………………………………… 44
ANEXOS………………………………………………………………………………..50
ix
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1: Ubicación de los puntos de ambiental de la Red automática del DMQ..….12
Figura 2: Esquematización de Muestreo (a), Obtención de Filtro muestreado (b),
Resuspensión de PM10 (c), y Siembra en medios de cultivo (d), de las
diferentes estaciones……………………………………………………….14
Figura 3a: Forma de aislamiento bacteriano a partir de caja Petri inicial……………15
Figura 3b: Ejemplo de cómo se obtiene el código de la cepa………………………..16
Figura 4: Estructura organizacional para la identificación de las bacterias de interés cvbcv
a partir de una bacteria desconocida……………………………………….17
Figura 5: Variación de la concentración de PM10 en datos de la Secretaría de fghf
Ambiente (azul) y de los datos de Muestreo (rojo) respecto a los tres meses f
muestreo (abril, mayo, junio) en las estaciones Belisario (A), Jipijapa (B),
Tababela (C), Los Chillos (D) ……………………………………………..23
Figura 6: Colonias obtenidas en agar BCYE para Legionella sp después de dos ghfgh
semanas de incubación a 37ºC a partir de la solución con
PM10 suspendido………………………………………………………….24
Figura 7: Tinción Gram de la cepa “LC VI 2.2b”. Estafilococos Gram positivos
(S. aureus) 100X……………………………………………………….….25
Figura 8: Tinción Gram de la cepa “BE V 4.7”. Bacilos Gram negativos fgdfg
(E. coli) 100X…………………………………………………………..25
Figura 9: Tinción Gram de la cepa “LC II 8.1”. Bacilos Gram negativos dfsdf
(P. aeruginosa) 100X…………………………………………………...…26
x
Figura 10: Tinción Gram de la cepa “TB III 4.1”. Bacilos Gram positivos jj
(bacteria desconocida) 100X…………………………………………..……26
Figura 11: Pruebas bioquímicas realizadas para la identificación de A. baumanii en
en software de identificación ABIS. ………………………………..……...28
Figura 12: Resultados de las pruebas bioquímicas para identificación de A. baumanii fgg
en el software de identificación ABIS. ………………………………….…29
Figura 13: Comparación mensual entre el número de cepas, la concentración de ghh
PM10 muestreado y la concentración de PM10 de datos de la Secretaría ghg
de Ambiente durante los tres meses de muestreo en las diferentes fgh
estaciones: Jipijapa (A), Belisario (B), Tababela (C) y Los Chillos (D)…..31
Figura 14: Comparación promedial entre estaciones, las variables consideradas ghg
son: No. de cepas, concentración de PM10 muestreado y concentración ggg
de PM10 de la Secretaría…………………………….……………………..32
Figura 15: Gráfica comparativa de la velocidad del viento en las cuatro estaciones fgff
durante tres meses de muestreo. Los datos de la estación Belisario y ghg
Jipijapa son las mismas……………………………………………………..35
Figura 16: Porcentaje de cepas identificadas durante toda la investigación, de un ghf
total de 357 cepas…………………………………………………………..37
xi
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1: Identificación bacteriana mediante pruebas bioquímicas…………………….18
Tabla 2: Fecha, hora de muestreo y datos meteorológicos de cada muestreo…………20
Tabla 3: Peso y concentración de PM10 de filtros muestreados……………………….22
Tabla 4: Cepas identificadas en cada muestreo………………………………………...27
Tabla 5: Relación entre número de cepas y concentración de PM10………………….30
Tabla 6: Coeficientes de Correlación Spearman entre el número de Cepas asociadasx a
PM10, parámetros meteorológicos y contaminantes.………………………...33
xii
ÍNDICE DE ANEXOS
Anexo 1: Filtros muestreados a partir del segundo muestreo al sexto muestreo dfsd
(izquierda a derecha). (A) Estación Jipijapa, (B) Estación Belisario, ghg
(C) Estación Tababela, (D) Estación Los Chillos.…………………………..50
Anexo 2: Datos y variables tomados en consideración para el cálculo de laghgg
concentración de PM10 durante los meses de abril, mayo y junio de 2016, fgdf
en todas las estaciones ………………………………………………………51
Anexo 3: Resultado de pruebas bioquímicas todas las cepas con sus respectivos dfd
códigos de identificación, donde se muestran las cepas identificadas, fdf
las bacterias descartadas (resaltadas con rojo) y las bacterias desconocidas…55
Anexo 4a: Pruebas bioquímicas para identificación de la cepa control positivo dfd
de S. aureus…………………………………………………………………64
Anexo 4b: Pruebas bioquímicas para identificación de la cepa control positivo de fdgf
P. aeruginosa………………………………………………………………65
Anexo 4c: Pruebas bioquímicas para identificación de la cepa control positivo hhh
de E. coli……………………………………………………………………65
Anexo 4d: Pruebas bioquímicas para identificación de la cepa LC IV 7.1 dfdf
correspondiente a A. baumanii………………………………………………66
Anexo 4e: Pruebas bioquímicas para identificación de la cepa BE IV 7.4 ffg
correspondiente a E. coli…………………………………………………….66
Anexo 4f: Pruebas bioquímicas para identificación de la cepa BE VI 1.1 ddds
correspondiente a P. aeruginosa…………………………………………….67
Anexo 4g: Pruebas bioquímicas para identificación de la cepa LC IV 8.1 la cual dddd
resultó desconocida………………………………………………………..67
xiii
Anexo 5: Datos otorgados por la Secretaría de Ambiente de la concentración de dfdd
PM10 normal (C) y en condiciones estándar (C*) durante los meses de dfddd
enero a septiembre de 2016………………………………………………..68
xiv
LISTADO DE ABREVIATURAS
µg: micro gramo.
ABIS: Advanced Bacterial Identification Software.
BCYE: Buffered Charcoal Yeast Extract.
BE: Belisario.
COV: Compuestos Orgánicos Volátiles.
DMQ: Distrito Metropolitano de Quito.
EMB: Eosin Methylene Blue.
INEC: Instituto Nacional de Estadísticas y Censos.
IR: infecciones respiratorias.
JJ: Jipijapa.
LC: Los Chillos.
m.s.n.m.: Metros sobre el nivel del mar.
mbar: mili bar.
mL: mililitro.
NCBI: National Center for Biotechnology Information.
NECA: Norma de Calidad del Aire Ambiente.
NOx: Óxidos de nitrógeno.
OMS: Organización Mundial de la Salud.
xv
PM: Material particulado.
PM10: Material Particulado de tamaño menor a 10 µm.
RFLP: Restriction Fragment Length Polymorphism.
SOx: Óxidos de azufre.
TB: Tababela.
TSA: Tryptic Soy Agar.
TULAS: Unificado de Legislación Secundaria.
UNESCO: Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la
Cultura.
xvi
RESUMEN
En el Ecuador, los estudios sobre la incidencia del material particulado (PM) en la salud
humana han sido poco tratados, así como también sobre los microrganismos presentes en
el mismo, por esta razón, se ha motivado a realizar una identificación de bacterias
causantes de Infecciones Respiratorias (IR) presentes en el PM10 en el Distrito
Metropolitano de Quito (DMQ), así como su relación con diferentes variables
(contaminantes del aire y condiciones meteorológicas). Muestreadores de alto volumen
semiautomáticos de PM10 y filtros de fibra de cuarzo fueron utilizados para recolectar
PM10 en cuatro estaciones dentro del DMQ. Los filtros fueron suspendidos en agua
peptonada y extendidos en la superficie de placas con medios de cultivo específicos para
que crezcan las bacterias de interés. Jipijapa es la estación que más concentración de PM10
generó durante toda la investigación, con un promedio de 56,572 µg.m-3. S. aureus fue la
bacteria asociada a PM10 más común en todas las estaciones, correspondiente al 7.56%
de todas las cepas, mientras que E. coli y E. cloacae fueron las que tuvieron menor
crecimiento compartiendo un 0,56% del total. La velocidad del viento es una variable
importante, ya que presenta una ligera correlación con bacterias asociadas a PM10
(r=0,218). Los procesos químicos y factores ambientales afectan a las propiedades y
estructura del PM y, por ende, también a los microorganismos relacionados.
Palabras Clave:
CONTAMINANTES DEL AIRE
CONDICIONES METEOROLÓGICAS.
xvii
ABSTRACT
In Ecuador, studies on the incidence of Particulate Matter (PM) in human health have not
been treated yet, as well as microorganisms. For this reason, we have been motivated to
carry out an investigation that Identify airborne bacteria causing Respiratory Infections
(RI) present in PM10 inside Metropolitan District of Quito (DMQ), and their relationships
with variables such as air pollutants and meteorological conditions. Automatic high-
volume PM10 samplers and quartz fiber filters were used to collect PM10 at four DMQ
stations. Quartz filters were suspended in peptone water and spread plated onto the surface
of specific culture media for airborne bacterial growing. Jipijapa station showed the
highest PM10 concentration generated during the whole investigation, with an average of
56,572 μg.m-3. S. aureus was the most common PM10 associated bacterium found in all
stations, corresponding to 7.56% of all strains, whereas E. coli and E. cloacae were the
ones with the lowest growth, showing 0.56% of total bacteria. Wind speed is an important
variable, since it presented a slight correlation with bacteria associated to PM10 (r =
0.218). Chemical processes and environmental factors affected properties and structure of
PM, and also the microorganisms that are related to it.
Keywords:
AIR POLLUTANTS
WEATHER CONDITIONS.
1
CAPÍTULO 1: INTRODUCCIÓN
1.1 Formulación del problema
En los últimos años, países latinoamericanos han estructurado planes de trabajo en
base a modelos de industrialización, con la finalidad de mejorar el desarrollo productivo
del país. Uno de los efectos colaterales de la expansión industrial, es el deterioro
ambiental, el cual afecta directa e indirectamente, ya sea por la invasión de espacio físico
o por la utilización de recursos naturales, generando inevitablemente en ambos casos,
diferentes tipos de residuos, entre los cuales se encuentra incluido el Material Particulado
(PM). Los efectos de dicha contaminación en muchos casos son inmediatos, y se
manifiesta en la salud de las personas. En Ecuador, un país en vías de desarrollo, el proceso
de transformación industrial avanza a pasos agigantados, pero a diferencia de los países
ya industrializados, las necesidades básicas no están al alcance de las manos y es común
encontrar personas con infecciones respiratorias (IR) causadas por bacterias patógenas
relacionadas con el material particulado. Las infecciones respiratorias son causantes de
muertes a nivel mundial, mayoritariamente de niños en edades de cero a cinco años,
quienes son los que presentan mayor vulnerabilidad. El número de muertes por
infecciones respiratorias agudas es de 3,5 millones cada año (Hernández, 2009).
1.2 Justificación del problema
En la Provincia de Pichincha, la entidad ambiental encargada de generar políticas que
prioricen la prevención de malas prácticas ambientales es La Secretaría de Ambiente
DMQ, mediante el muestreo y análisis físico químico de descargas líquidas, emisiones
gaseosas a la atmósfera y calidad del aire (Secretaría de Ambiente DMQ, S/A).
En Latinoamérica son muy pocas las investigaciones que se han realizado en
microbiología del aire, sin embargo en países del Oriente Medio y Asia, existen varias
2
publicaciones sobre los microorganismos presentes en el Material Particulado (Chen Cao
et al., 2014; Mansour Alghamdi et al., 2014). Hasta ahora, en el país no se ha realizado
análisis microbiológicos en material particulado, el cual por ser un conjunto de partículas
muy pequeñas, llevan consigo agentes patógenos causantes de infecciones respiratorias.
El Instituto Nacional de Estadísticas y Censos (INEC), 2009 las considera una de las
principales causas de morbilidad entre enfermedades de notificación obligatoria; en
Ecuador, la neumonía por organismo no especificado fue la primera causa de morbilidad
con una tasa de 24,2 por cada 10.000 personas.
Por esta razón, se ha motivado a desarrollar un proyecto que nos ayude a identificar
patógenos causantes de IR en el material particulado, con el propósito de disminuir a
futuro uno de los problemas del sector Salud. En este caso, las afecciones respiratorias son
causadas por altas concentraciones de material particulado en el aire. En el proceso de
análisis microbiológico, las muestras de material particulado se obtienen de diferentes
zonas del Distrito Metropolitano de Quito; y se espera encontrar una relación entre la
geografía de Quito, el movimiento de la partícula en el aire y el tipo de bacteria
identificada. De esta manera la salud ambiental, será observada desde un punto de vista
químico, y ahora, biológico.
1.3 Objetivos
1.3.1 Objetivo general
Identificar la comunidad bacteriana causante de Infecciones Respiratorias (IR)
presentes en material particulado PM10 en el Distrito Metropolitano de Quito.
1.3.2 Objetivos específicos
Determinar la cantidad de material particulado PM10 por metro cúbico de
aire.
3
Utilizar métodos adecuados para el cultivo, crecimiento y desarrollo de
bacterias presentes en el material particulado PM10.
Identificar géneros bacterianos causantes de infecciones respiratorias
mediante diferentes técnicas de identificación bacteriana y técnicas
microscópicas.
Determinar la relación partícula-bacteria.
1.4 Marco referencial
1.4.1 Descripción de la ciudad de Quito
El Distrito Metropolitano de Quito (DMQ), denominado así por el Estado en el
año de 1993 debido a su particular condición demográfica y política, dividió
administrativa y físicamente el territorio en ocho administraciones zonales, que contienen
a sesenta y cinco parroquias: treinta y dos urbanas y treinta y tres rurales (DMQ, 2011).
Según el INEC, en el censo del año 2010, el DMQ albergaba a 1’639.853 habitantes en el
área urbana y 2’239.191 habitantes en todo el Distrito.
La ciudad de Quito se encuentra ubicada sobre la hoya de Guayllabamba en las
laderas occidentales del volcán Pichincha, a una altura entre 2.850 y 3.100 msnm en los
lugares más elevados (UNESCO, S/A). Por lo general, el DMQ presenta un relieve
heterogéneo, diverso con grandes potencialidades desde el punto de vista productivo. El
Distrito comprende una significativa diversidad de recursos naturales, pisos climáticos y
ecosistemas (DMQ, 2011).
1.4.1.1 Meteorología de la ciudad de Quito
Los regímenes agrícolas dentro del DMQ son influidos por la ubicación ecuatorial
que permite que existan dos estaciones climáticas, una seca y una lluviosa, que comprende
los meses de junio a septiembre y de octubre a mayo respectivamente, estableciendo
formas de relación específicas entre la geografía y la población (DMQ, 2011).
4
Debido a la pluviosidad y a las variaciones de altura, el DMQ posee al menos
quince tipos de clima, que van desde el clima nival (temperaturas menores a 4ºC), hasta
el clima tropical lluvioso de los bosques noroccidentales (temperaturas promedio de
22ºC), mientras que en la zona más poblada ubicada a 2815 m.s.n.m. la temperatura
promedio es de 14ºC (Echanique, 2008, citado en DMQ, 2011).
1.4.2 Contaminación en aire ambiente
La contaminación del aire consiste en una mezcla de sólidos, gases, gotas líquidas o
cualquier sustancia introducida en la atmósfera por el hombre que tienen un efecto
perjudicial sobre los seres vivos y el ambiente (Airnow, 2015). Según la Secretaría de
Medio Ambiente y Recursos Naturales en México, 2014, las fuentes de contaminación
son aquellas que dan origen a la misma, y se las puede clasificar en cuatro grupos:
Puntuales, Móviles, De área y Naturales. Las fuentes puntuales: Son las fuentes de
contaminación de estaciones fijas o estacionarias, como las plantas energéticas,
industriales, petroleras, entre otras. El azufre (SO2) y material particulado (PM)
provenientes de la generación de energía eléctrica es una de las mayores preocupaciones
a nivel mundial, ya que su proceso consiste en la combustión de enormes cantidades de
combustibles fósiles. Las fuentes móviles: Incluyen a las diversas formas de transporte
como autos, camiones, aviones, donde la principal fuente de contaminación móvil son los
automóviles que producen enormes cantidades de monóxido de carbono (CO). Las fuentes
de área: Consiste en una serie de fuentes pequeñas dispersas que por su escasa cantidad
de emisión, no pueden ser incluidas en las fuentes puntuales, pero en conjunto pueden
afectar el aire considerablemente. Ejemplos de este tipo de fuentes son las imprentas,
estaciones de servicio, tintorerías, entre otras. Las fuentes naturales: El rol de la vida
humana, vegetal y fenómenos naturales juegan un papel crucial en el problema de
contaminación. En este tipo de emisiones atmosféricas encontramos a las emisiones
biogénicas, que comprenden a los pastos, cultivos, animales, bacterias, entre otras, y a las
emisiones de suelos que incluyen al óxido nitroso (N2O) que es producido naturalmente
en suelos en los procesos de desnitrificación.
5
El problema de la contaminación atmosférica es uno de los más relevantes, tanto por
su magnitud como por la percepción de la comunidad. Al respecto, la probabilidad de que
se presenten efectos en la salud humana es grande (Barrios, Peña, & Osses, 2004).
El aumento de los niveles de contaminación en aire ambiente en las ciudades se ha
visto proyectado en un incremento en el registro de casos de enfermedades
cardiovasculares y pulmonares. Según la Organización Mundial de la Salud, 2015, la
mortandad ha aumentado a causa de la contaminación ambiental.
1.4.2.1 Contaminantes comunes
Según el Anexo IV, de la Reforma del Libro VI del Texto Unificado de Legislación
Ambiental Secundaria (TULAS), 2003, los principales contaminantes que inciden en la
contaminación del aire son: partículas sedimentables, material particulado, óxidos de
nitrógeno, dióxido de azufre, monóxido de carbono y oxidantes fotoquímicos.
1.4.2.1.1 Material Particulado (PM)
La mayoría de partículas de PM en la atmósfera son producto de reacciones
químicas entre contaminantes, es decir, entre partículas pequeñas y gotitas líquidas que se
mantienen en el aire. Al tener un tamaño menor a 10 micras y/o ser suficientemente
oscuro, lo vuelve casi imperceptible al ojo humano, como es el caso del polvo, la suciedad,
hollín o humo; mientras que el resto solo puede ser detectado mediante el uso de un
microscopio electrónico (EPA, 2016).
1.4.2.1.2 Óxidos de Nitrógeno (NOx)
Es uno de los grupos de gases altamente reactivos conocidos como óxidos de
nitrógeno (NOx). El ácido nítrico y el ácido nitroso se incluyen en el grupo de los NOx,
pero el más representativo es el dióxido de nitrógeno (NO2), el cual es usado como
indicador para el grupo más grande de los NOx. El NO2, se obtiene principalmente por la
quema de combustibles fósiles en: automóviles, camiones, plantas eléctricas y equipos
fuera de carretera (EPA, 2016).
1.4.2.1.3 Dióxido de Azufre (SO2)
6
El SO2 resulta de la combustión de cualquier material que contenga azufre. Es uno
de los gases pertenecientes a un grupo denominado óxidos de azufre (SOx), y que, junto
con el NO2 (perteneciente a los NOx), son los de mayor importancia y preocupación para
la salud humana y el medio ambiente. Otros óxidos de azufre presentes en el ambiente son
el trióxido de azufre (SO3) que se encuentra en concentraciones mucho menores que SO2,
y el monóxido de azufre (SO) proveniente de procesos industriales como la extracción de
metales, fuentes volcánicas, locomotoras y equipo en general que utilice combustibles
azufrados (EPA, 2016).
1.4.2.1.4 Monóxido de Carbono (CO)
Los autos, camiones y demás maquinaria que quema combustibles fósiles son las
principales fuentes de producción de CO. Al ser un gas inodoro e incoloro puede llegar a
ser perjudicial para la salud cuando es inhalado en grandes cantidades, ya que al respirar
una alta concentración de CO, la cantidad de oxígeno disminuye. El oxígeno es necesario
para ser transportado por la sangre hacia los diferentes órganos vitales como son el
corazón y el cerebro (EPA, 2016).
1.4.2.1.5 Oxidantes Fotoquímicos
El Ozono (O3) cuando no se encuentra rodeando a la tierra es perjudicial para la
calidad del aire, a este ozono se lo considera “ozono malo”, y es producido por reacciones
entre NOx y Compuestos Orgánicos Volátiles (COV) en la presencia de luz solar. Las
emisiones de industrias y centrales eléctricas, los gases de los vehículos de motor, los
vapores de gasolina y solventes químicos son algunas de las principales fuentes de NOx
y COV (EPA, 2016).
7
1.4.3 Material Particulado PM10
El material particulado (MP) es un conjunto de partículas constituidas por material
sólido o líquido que se encuentran flotando en la atmósfera, se origina desde fuentes
naturales continentales hasta emisiones a nivel urbano generado por el hombre (TULAS,
2003). Su diámetro aerodinámico varía desde 0,001 micrómetros hasta los 100
micrómetros, y su composición química incluye elementos como aluminio, silicio,
potasio, calcio, hierro, zinc, vanadio, plomo, entre otros (UC, S/A). Para fines regulatorios,
el material particulado se designa comúnmente como PM2.5 o PM10 lo que representa el
diámetro aerodinámico de la partícula, de 2,5 µm y 10 µm, respectivamente. Las partículas
de mayor interés son las partículas fácilmente respirables, es decir con diámetros menores
a 10 µm (Díaz & Páez, 2006); al ser fácilmente respirables pueden depositarse dentro de
los pulmones, e incluso puede llegar al torrente sanguíneo (EPA, 2016).
1.4.3.1 Material particulado en DMQ
Quito es una ciudad que se encuentra próxima a volcanes en actividad eruptiva y
explotación de minas. Debido a su irregularidad topográfica y al ubicarse a una altura
aproximadamente de 2.800 m.s.n.m. la quema de combustibles fósiles con alta cantidad
de azufre se ve limitada, obligando a los automotores a realizar mayores esfuerzos para
vencer dichas irregularidades y como resultado provoca altas emisiones de azufre y
material particulado. En 2005 se ubicaron 33 puntos de muestreo de material particulado
dentro y fuera del límite urbano. Esta red cuantifica el polvo sedimentable seco y húmedo
según el método Bergerhoff, acatándose a la legislación ecuatoriana (Díaz & Páez, 2006).
Actualmente la Secretaría de Ambiente es la entidad ambiental encargada de
generar políticas para la prevención de malas prácticas ambientales mediante el muestreo
y análisis fisicoquímico de descargas líquidas y emisiones gaseosas a la atmósfera,
manteniendo las emisiones en niveles deseables (Secretaría de Ambiente DMQ, S/A).
Bajo la Norma Ecuatoriana de Calidad del Aire, publicada en junio de 2011, en el Anexo
4 del Libro VI del TULAS del Ministerio de Ambiente, las concentraciones de PM10 que
definen los niveles de alerta, alarma y emergencia en la calidad del aire expresado en
µg.m-3 son 150, 250 y 350 respectivamente.
8
1.4.4 Infecciones Respiratorias
En el Ecuador, al ser un país en vías de desarrollo, el proceso de transformación
industrial avanza a pasos agigantados, pero a diferencia de los países ya industrializados,
las necesidades básicas no están al alcance de las manos, y es común encontrar personas
con infecciones respiratorias (IR) causadas por bacterias patógenas relacionadas con el
material particulado. Las infecciones respiratorias son causantes de muertes a nivel
mundial, mayoritariamente de niños en edades de cero a cinco años, quienes son los que
presentan mayor vulnerabilidad. El número de muertes por infecciones respiratorias
agudas es de 3,5 millones cada año (Hernández, 2009).
Según se localización, se encuentran las infecciones respiratorias altas y bajas; las
altas, que son las que afectan al tracto respiratorio superior, y las bajas, al tracto
respiratorio inferior. De acuerdo a la etiología se pueden hacer dos tipos de clasificaciones:
a) infecciones bacterianas, virales, parasitarias y fúngicas; b) infecciones que son causadas
por un agente en particular (Maseos & Mateos, S/A).
El número de muertes en el mundo por infecciones respiratorias agudas es de 3,5
millones cada año (Hernández, 2009). Según las Guías de Práctica Clínica Basadas en la
Evidencia, 2011, una infección respiratoria aguda se define como el conjunto de
infecciones del aparato respiratorio causadas por microorganismos, ya sean virales,
bacterianos u otros, con un período inferior a 15 días, con la presencia de signos clínicos
como: tos, rinorrea, obstrucción nasal, odinofagia, otalgia, disfonía, respiración ruidosa,
dificultad respiratoria, entre otras.
Según Blanco, 2006, el material particulado no es el único responsable de las
afecciones respiratorias, sino también microorganismos presentes en el mismo que viaja
en corrientes de aire. Por lo tanto es necesario un estudio entre la relación bacteria-material
particulado, y su probabilidad de generar afecciones respiratorias.
A nivel mundial, las Infecciones Respiratorias toman el tercer lugar de causas de
enfermedad en pacientes de todas las edades, y no sólo a la población infantil, aunque esta
sea la más vulnerable. Entro los factores responsables de IR se encuentra la genética de la
persona, la edad, condiciones de vida, alimentación, entre otros, los cuales aportan al
9
desarrollo de la enfermedad. No es novedad que el ambiente toma un papel crucial en el
desarrollo de las enfermedades respiratorias, pero no es claro si algunos contaminantes
toman un rol en la patología de las enfermedades respiratorias (Hernández, 2009).
1.4.4.1. Principales bacterias causantes de infecciones respiratorias
Dentro de las bacterias causantes de IR, encontramos las siguientes:
Acinetobacter baumanii: En las últimas décadas, el patógeno nosocomial ha
tomado relevancia al poder ser agente causal de infecciones como neumonía,
bacteriemia, meningitis (Diomedi, 2005). A. baumanii. Puede colonizar la cavidad
oral, faringe e intestino, siendo importantes reservorios epidemiológicos en brotes
nosocomiales (Marcos, S/A).
Corynebacterium spp: Es el principal causante de difteria respiratoria, la cual es
una enfermedad aguda que afecta al tracto respiratorio superior (mucosa nasal,
amígdalas, laringe o faringe) por una exotoxina causante de las manifestaciones
locales y de los efectos tóxicos sistémicos (sVEA, 2012).
Enterobacter cloacae: Es un patógeno oportunista que puede causar una variedad
de condiciones, incluyendo infecciones en ojos y piel, neumonía e infecciones en
el tracto urinario (Rogers, S/A). No es un patógeno primario de humanos, pero ha
sido considerado ser una importante causa de infecciones nosocomiales (Keller,
Pedroso, Ritchmann, & Silva, 1998).
Escherichia coli: La neumonía cavitada es poco frecuente, se produce por la
necrosis del parénquima pulmonar secundaria tanto a la invasión bacteriana como
a la respuesta inmunológica del huésped frente a las estructuras de la pared del
microorganismo (Bastidas, Ibarra, & Giraldo, 2012).
Klebsiella pneumoniae: Es considerado un agente causal de neumonía nosocomial
y no comunitaria (Guzmán, et al., Bacterias patógenas en infecciones del tracto
respiratorio. Servicio Autónomo Hospital Universitario “Antonio Patricio de
Alcalá”. Cumaná, Estado Sucre, 2005).
Legionella sp: Hay diversas especies de Legionella, de las que la más importante
es la Legionella pneumophila causante de la mayor parte de los casos de neumonía
10
en humanos. Sin embargo existen otras 30 especies de Legionella con potencial
patógeno y dentro de ellas hay serogrupos (SADAR, 2009).
Pseudomonas aeruginosa: Afecta a los pacientes con bronquiectasias con peor
calidad de vida, coloniza a los que tienen peor funcionalidad pulmonar y mayor
número de tratamientos antimicrobianos. La colonización patogénica
broncopulmonar y las exacerbaciones que se derivan de ella constituyen las causas
más importantes del deterioro de la función pulmonar en los pacientes con
bronquiectasias (Cantón, Fernández, Gómez, & Meseguer, 2011).
Serratia marcescens: Puede encontrarse en la flora intestinal del hombre y
animales, en el ambiente y en reservorios pobres en nutrientes como el agua
potable, cañerías y llaves. Su adquisición es mayoritariamente nosocomial,
especialmente en unidades de cuidados intensivos, mediante secreciones
respiratorias, heridas y orina (Dossi, et al., 2002).
Staphylococcus aureus: La causa de neumonías en adultos son muy poco
frecuentes, excepto cuando van acompañadas de epidemias por virus Influenza,
sin embargo, en niños las infecciones en el tracto respiratorio son mucho más
frecuentes. En las poblaciones de pacientes hospitalizados, S. aureus y los bacilos
Gram negativos aerobios son una causa común de neumonía (Somogyi, Alfaro,
Herrera, & Herrera, 1998).
1.5 Hipótesis
El Material particulado PM10 del DMQ contiene bacterias causantes de
Infecciones Respiratorias en humanos.
La cantidad de material particulado PM10 que contiene bacterias causantes de
Infecciones Respiratorias supera los límites permisibles dispuestos por la
Secretaría de Ambiente en el DMQ.
11
CAPÍTULO 2: MATERIALES Y MÉTODOS
2.1. Participantes
El proyecto de titulación fue realizado en el Laboratorio de Fisicoquímica de la
Secretaría de Ambiente del Distrito Metropolitano de Quito, con la colaboración del
laboratorio de Microbiología de la Universidad de las Fuerzas Armadas – ESPE.
La organización de la investigación, el trabajo experimental fueron realizados por el
Señor David Luis Benavides Correa, por dirección de MSc. Alma Koch, Directora de
Tesi,s e Ing. Pamela Freire, Asesora científica.
2.2. Zona de Estudio
El trabajo implica investigación de campo y de laboratorio, la investigación de campo
se llevó a cabo en la provincia de Pichincha, en el Distrito Metropolitano de Quito en los
sectores de Jipijapa, Belisario, Los Chillos y Tababela; mientras que la investigación de
laboratorio se la realizó en ciudad de Quito se realizó en el Laboratorio de Físico-Química
de la Secretaría de Ambiente del DMQ, ubicado en la Av. Rio Coca E6-85 e Isla
Genovesa, cantón Quito, provincia de Pichincha, Ecuador.
2.3. Período de Investigación
La investigación se llevó a cabo en los meses de abril de 2016 hasta Octubre de
2016.
2.4. Selección de los puntos de muestreo en la localidad
La Secretaría de Ambiente del DMQ cuenta con cuatro muestreadores para material
particulado (PM10) ubicados en estaciones automáticas de monitoreo en Belisario,
Jipijapa, Los Chillos y Tababela (Figura 1), los cuales monitorean cada seis días durante
24 horas según la norma ecuatoriana (Díaz & Páez, 2006). El monitoreo de estos
contaminantes se realizan desde junio de 2003.
12
Los puntos de muestreo fueron ubicados dentro y fuera del perímetro urbano
debido a que la ciudad de Quito se encuentra próxima a volcanes en actividad eruptiva,
explotación de minas y perímetro urbano con alta afluencia de vehículos.
Figura 1: Ubicación de los puntos de monitoreo (puntos rojos) ambiental de la Red
automática del DMQ.
Fuente: (Secretaría de Ambiente, 2015)
13
2.5. Recolección del Material Particulado PM10
El PM10 fue recolectado en filtros de fibra de cuarzo de 203 x 254 mm marca
WhatmanTM que se esterilizaron por calor seco en una mufla a 200ºC por 1 h y
posteriormente fueron pesados. Una vez estériles, se almacenaron en fundas herméticas
hasta el momento de su muestreo. El muestreo se llevó a cabo en un muestreador semi
automático de PM10 marca “TISCH TE-600 Series” a un flujo de 1.019 a 1.699 m3.h-1
durante una hora. Pasada la hora de muestreo, el filtro se volvió a guardar en una funda
limpia hermética y se procedió a pesarlo en una balanza analítica.
La recolección de PM10 se realizó dos veces por mes durante los meses de abril, mayo
y junio, 2016. Se escogieron los filtros de fibra de cuarzo ya que son robustos e inertes
para sus diferentes usos fisicoquímicos.
Para la determinación de la cantidad de PM10 obtenida en cada muestra se
consideraron los parámetros indicados en el manual de operación del muestreador
automático de PM10 “TISCH TE-600 Series”: peso inicial y final del filtro muestreado,
peso inicial y final del filtro blanco de laboratorio, peso inicial y final del filtro blanco de
campo, presión de absorción, caudal de aire absorbido, presión barométrica, temperatura
del ambiente y junto con el tiempo de muestreo se determinó la concentración de PM10
en el filtro, el cual fue expresado en microgramos de PM10 por metro cúbico estándar de
aire (µg.m-3).
2.6. Captación y purificación de bacterias
Una vez obtenida la muestra de PM10 en los filtros de fibra de cuarzo, la mitad de la
lámina de fibra de cuarzo fue suspendida en 50 mL de solución madre que contiene agua
peptonada y Tween 80 al 0.05% p/v, la cual se mantuvo en agitación durante 30 a 60
minutos. Se realizó el mismo procedimiento con los filtros muestreados de todas las
estaciones (Figura 2).
Posteriormente se colocó 1,5 mL de solución madre de cada estación en seis medios
de cultivo: TSA, Agar MacConkey, Agar King B., EMB, Agar Sangre y Agar BCYE
14
durante 18–48 h a 20–37 ºC, condiciones que son adecuados para el crecimiento de las
bacterias de interés.
Figura 2: Esquematización de Muestreo (a), Obtención de Filtro muestreado (b),
Resuspensión de PM10 (c), y Siembra en medios de cultivo (d), de las diferentes
estaciones.
Una vez que hubo crecimiento bacteriano, se procedió a aislar las colonias
bacterianas siguiendo los criterios de morfología y tipo de crecimiento en placa por el
método de estría. Se realizaron de dos a tres aislamientos de cada bacteria (Figura 3a)
basándose en su dificultad de purificación, se las guardó en medio TSA y finalmente se
las rotuló con un código en donde constaba: la estación de muestreo (Jipijapa “JJ”,
Belisario “BE”, Tababela “TB”, Los Chillos “LC”) seguido del número de muestreo en
números romanos (I – VI), seguido del medio de cultivo en el que creció (EMB “1 o 2”,
King B. “3 o 4”, Mac Conkey “5 o 6”, Agar Sangre “7 u 8”), seguido de un “punto” junto
al número de colonia aislada en el medio (.1, .2, .3, .4,…. .n) y finalmente de ser necesario
un segundo aislamiento, una letra minúscula (a, b, c, …z); se puede ver el ejemplo en la
Figura 3b. Finalmente su análisis en pruebas bioquímicas para su identificación.
15
Figura 3a: Forma de aislamiento bacteriano a partir de caja Petri inicial.
Figura 3b: Ejemplo de cómo se obtiene el código de la cepa. La cepa corresponde a la
estación de Los Chillos (LC), muestreo 4 (LC IV), el segundo medio de cultivo King B.
16
(LC IV 4), tercera colonia del primer aislamiento (LC IV 4.3), primera y segunda
colonia obtenida del segundo aislamiento (LC IV 4.3a y LC IV 4.3b respectivamente).
Benavides, 2016.
2.7. Identificación de bacterias
Una vez purificados los cultivos bacterianos, se procedió a determinar mediante la
tinción diferencial si fueron Gram positivos o Gram negativos. Las bacterias a identificar
fueron: Acinetobacter baumanii, Corynebacterium sp, Enterobacter cloacae, Escherichia
coli, Klebsiella pneumoniae, Legionella sp, Pseudomonas aeruginosa, Serratia
marcescens, Staphylococcus aureus. Mediante una serie de pasos, se inició la
identificación de género y/o especie basada en el diagrama de la Figura 4, donde las pre
pruebas bioquímicas Catalasa y Oxidasa, junto con la tinción Gram mantuvieron la clave
de clasificación y selección de pruebas bioquímicas a realizarse en cada caso.
Figura 4: Estructura organizacional para la identificación de las bacterias de interés a
partir de una bacteria desconocida. (Bacterias de interés: Acinetobacter baumanii,
Corynebacterium sp, Enterobacter cloacae, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae,
Legionella sp, Pseudomonas aeruginosa, Serratia marcescens, Staphylococcus aureus)
17
Una vez identificada la forma, tinción Gram y las pruebas Catalasa-Oxidasa, se
procedió a realizar las diferentes pruebas bioquímicas basándose en la anterior
clasificación. Las pruebas bioquímicas a realizarse, junto con su respectivo resultado se
resumen en la Tabla 1.
Tabla 1:
Identificación bacteriana mediante pruebas bioquímicas. Fuentes: Pérez, et al., 2007;
Public Health England, 2014; Patiño, et al., 2005).
Solo en el caso de que las cepas A. baumanii, Corynebacterium sp y Legionella sp,
cumplieran con las pruebas bioquímicas mostradas en la Tabla1, se procedería a realizar
un análisis RFLPs (Restriction Fragment Length Polymorphism), el cual al ser una
herramienta de biología molecular independiente de cultivo, se utiliza para determinar o
confirmar la fuente de una muestra de ADN y que junto a pruebas bioquímicas
previamente realizadas confirma la identificación de dichas bacterias.
18
CAPÍTULO 3: RESULTADOS
3.1 Cuantificación de Material Particulado PM10
Durante tres meses, se realizaron seis muestreos, dos por cada mes en las cuatro
estaciones del DMQ tal y como se resume en la Tabla 2, además se incluye también las
condiciones ambientales de temperatura, presión barométrica, fecha y hora. Se procuró
muestrear en cada estación a la misma hora para tener una mayor exactitud en los datos.
Los datos de presión y temperatura de las estaciones Jipijapa y Belisario son las mismas,
ya que la estación meteorológica, ubicada en Jipijapa, cubre también la estación Belisario;
los datos de presión y temperatura de Tababela son otorgados por la estación
meteorológica ubicada en Tumbaco; y los datos de presión y temperatura de Los Chillos
son otorgados por la estación meteorológica ubicada en la misma estación.
19
Tabla 2:
Fecha, hora de muestreo y datos meteorológicos de cada muestreo.
ESTACIÓN MES
2016 DÍA HORA
PRESIÓN
(mbar)
TEMPERATURA
(ºC)
JIPIJAPA ABRIL 22 8:30 726,710 18,385
29 8:30 726,253 17,100
MAYO 11 8:30 727,780 11,560
25 8:30 729,195 16,340
JUNIO 9 8:30 728,055 15,460
22 8:30 726,330 13,930
BELISARIO ABRIL 22 10:00 726,710 18,385
29 14:30 726,253 17,100
MAYO 11 10:00 727,780 11,560
25 10:00 729,195 16,340
JUNIO 9 10:00 728,055 15,460
22 10:00 726,330 13,930
TABABELA ABRIL 22 12:00 770,470 25,070
29 10:30 772,380 19,820
MAYO 11 12:00 772,380 19,490
25 12:00 772,380 24,210
JUNIO 9 12:00 772,380 22,500
22 12:00 771,900 21,300
LOS
CHILLOS
ABRIL 22 14:00 757,190 23,990
29 12:30 758,100 22,980
MAYO 11 14:00 757,940 22,100
25 14:00 758,830 21,030
JUNIO 9 14:00 758,840 22,110
22 14:00 757,860 21,820
Para el cálculo de la concentración de PM10 se deben tener tres datos: “blanco de
laboratorio”, de “blanco de campo” y “muestreado”. En donde el “blanco de laboratorio”
20
es la media aritmética de dos veces su mismo peso. El “blanco de campo” es la media
aritmética de dos veces su mismo peso, considerando que el filtro se somete al mismo
trato que los filtros “muestreados”. El “muestreado” como su nombre lo indica, es el peso
después del muestreo. Se obtuvo un total de 24 filtros (Anexo 1), cada uno de ellos pesado
después del muestreo.
El cálculo de la concentración de material particulado PM10 se realizó según las
especificaciones del manual de operaciones del muestreador semi automático de PM10
marca “TISCH TE-600 Series”. En el Anexo 2 se muestran todos los datos y variables
tomadas en cuenta para el cálculo de la concentración de PM10.
En la Tabla 3 se resume el peso inicial y final de los filtros en gramos, desviación
estándar, diferencia de peso y la concentración de PM10 expresado en microgramos por
metro cúbico de aire muestreado de cada uno de los filtros. En la estación Jipijapa se
registra la mayor cantidad de PM10 y en Belisario se registra la menor cantidad de PM10
con 210,852 y 3,423 µg.m-3 respectivamente.
21
Tabla 3:
Peso y concentración de PM10 de filtros muestreados.
M Estación Filtro Po (g) So Pf (g) Sf Pf-Po C (µg.m-3)
I Jipijapa 1 4,39480 1,03608 4,39970 0,00007 0,00490 50,07266
Belisario 2 4,39300 1,01139 4,39850 0,00306 0,00550 58,78450
Tababela 3 4,41040 0,98864 4,41520 0,00697 0,00480 47,18867
Los Chillos 4 4,41030 0,91088 4,41156 0,00821 0,00126 3,64426
II Jipijapa 5 4,39510 1,13695 4,41070 0,00000 0,01560 210,85202
Belisario 8 4,41110 1,06257 4,41533 0,02538 0,00423 42,16727
Tababela 6 4,43530 1,10579 4,43970 0,01562 0,00440 43,78264
Los Chillos 7 4,41270 1,07646 4,41720 0,01406 0,00450 45,57609
III Jipijapa 9 4,40270 0,00005 4,40500 0,00000 0,00230 33,76612
Belisario 10 4,38746 0,01235 4,38972 0,01415 0,00226 33,04833
Tababela 11 4,37867 0,01850 4,37980 0,02036 0,00113 15,73094
Los Chillos 12 4,37395 0,02004 4,37511 0,02042 0,00116 16,29136
IV Jipijapa 13 4,37537 0,00015 4,37630 0,00000 0,00093 15,71211
Belisario 14 4,36823 0,00926 4,36955 0,00904 0,00132 21,41586
Tababela 15 4,36420 0,01017 4,36519 0,00876 0,00099 16,06822
Los Chillos 16 4,36620 0,01048 4,36886 0,01006 0,00266 40,79080
V Jipijapa 17 4,38660 0,00000 4,38760 0,00000 0,00100 13,69843
Belisario 18 4,38211 0,00472 4,38468 0,00432 0,00257 36,89331
Tababela 19 4,37597 0,01069 4,37774 0,01255 0,00177 24,37013
Los Chillos 20 4,38040 0,00000 4,37851 0,01109 -0,00189 -
VI Jipijapa 21 4,36380 0,00000 4,36529 0,01219 0,00149 15,33403
Belisario 22 4,36312 0,00340 4,36541 0,01135 0,00229 3,42348
Tababela 23 4,35765 0,00914 4,36321 0,01224 0,00556 43,87754
Los chillos 24 4,36124 0,01038 4,36426 0,01196 0,00302 7,29430
22
Con la finalidad de observar la variación de PM10 durante los meses de muestreo,
se procedió a comparar los datos de PM10 de la Secretaría de Ambiente DMQ con los
datos obtenidos del muestreo (Figura 5), donde el pico de máxima cantidad de PM10 es
en Jipijapa en el mes de abril. Se debe tomar en consideración que el tiempo de muestreo
de la Secretaría de Ambiente fue de veinticuatro horas, mientras que los datos de Muestreo
fueron de una hora según la metodología aplicada.
Figura 5: Variación de la concentración de PM10 en datos de la Secretaría de Ambiente
(azul) y de los datos de Muestreo (rojo) respecto a los tres meses de muestreo (abril,
mayo, junio) en las estaciones Belisario (A), Jipijapa (B), Tababela (C), Los Chillos (D).
3.2 Cultivos obtenidos, clasificación
Pasadas 48 horas de la siembra del filtro muestreado cuyas partículas de PM10
fueron resuspendidas en solución madre, se procedió a observar las colonias encontradas
en cada uno de los medios sembrados: EMB, King B., Mac Conkey, Sangre y BCYE. En
la Figura 6 se puede observar 12 colonias en agar BCYE, de las cuales se aislaron 4
23
colonias morfológicamente diferentes, las mismas que fueron sometidas a pruebas
bioquímicas, siguiendo el procedimiento de la Figura 3.
Figura 6: Colonias obtenidas en agar BCYE para Legionella sp después de dos semanas
de incubación a 37ºC a partir de la solución con PM10 suspendido.
Las cepas puras obtenidas del aislamiento se sometieron a tinción diferencial Gram
para observar su morfología, tipo de tinción y así clasificarlas según los criterios de la
Figura 4. En las siguientes figuras vistas al microscopio se observa la tinción Gram y la
morfología de algunas cepas.
24
Figura 7: Tinción Gram de la cepa “LC VI 2.2b”. Estafilococos Gram positivos (S.
aureus) 100X.
Figura 8: Tinción Gram de la cepa “BE V 4.7”. Bacilos Gram negativos (E. coli) 100X.
25
Figura 9: Tinción Gram de la cepa “LC II 8.1”. Bacilos Gram negativos (P. aeruginosa)
100X.
Figura 10: Tinción Gram de la cepa “TB III 4.1”. Bacilos Gram positivos (bacteria
desconocida) 100X.
26
3.3 Pruebas Bioquímicas
Durante toda la investigación, se obtuvo un total de 349 cepas, de las cuales 59 fueron
identificadas, 30 fueron descartadas y 261 fueron desconocidas. En el Anexo 3 se muestra
una tabla con todas las cepas identificadas, descartadas y desconocidas que se obtuvieron
en toda la investigación, junto con el resultado de las pruebas bioquímicas sometidas a
todas las cepas; mientras que en el Anexo 4 se muestran las imágenes de las pruebas
bioquímicas positivas y negativas para algunas de las cepas.
La Tabla 4 muestra las cepas identificadas en cada una de las estaciones junto con el
número de cepas encontradas en cada estación. Al no contar con suficiente medio de
cultivo BCYE necesario para identificar Legionella sp se procedió a sembrar solo en un
medio de cultivo para cada estación durante el Muestreo VI, se realizó el aislamiento de
las mismas en medio BCYE y una vez aisladas, se procedió a realizar las pruebas
bioquímicas pertinentes, en el Anexo 4 también se muestra el aislamiento en el medio
BCYE junto con las pruebas bioquímicas necesarias para Legionella sp.
Tabla 4:
Cepas identificadas en cada muestreo.
*Se sometió a más pruebas para su identificación.
27
Las cepas Corynebacterium sp y Legionella spp al no cumplir con las pruebas
bioquímicas necesarias para realizar el análisis RFLP, se las dio por ausentes en los filtros
muestreados. Para la identificación molecular de A. baumanii fue necesario corroborar las
pruebas bioquímicas en el Software Avanzado de Identificación Bacteriana “ABIS online”
versión 12 (Stoica, 2016).
Los resultados del software de identificación bacteriana ABIS para la
identificación de A. baumanii (Figura 11 y Figura 12) mostraron que la cepa puede tratarse
de A. haemolyticus, A. johnsonii, A. rudis y S. maltophilia con un porcentaje de similitud
de 79, 70, 70 y 69% respectivamente; mientras que A. baumanii no se encontró en la lista
de posibles bacterias identificadas.
Figura 11: Pruebas bioquímicas realizadas para la identificación de A. baumanii en el
software de identificación ABIS.
Fuente: (Stoica, 2016)
28
Figura 12: Resultados de las pruebas bioquímicas para identificación de A. baumanii en
el software de identificación ABIS.
Fuente: (Stoica, 2016)
3.4 Relación partícula-bacteria
La prueba de correlación del coeficiente no paramétrico de Spearman fue utilizado
para determinar la relación entre la concentración de PM10 y los microorganismos
asociados a este. Se utilizó el método no paramétrico debido a que los datos no se
distribuían normalmente, es decir, que dichos valores afectan el coeficiente de correlación
de Pearson. En la Tabla 5 y Figura 13 se muestra el número de cepas junto con la
concentración de PM10 existentes en cada estación durante los meses de muestreo.
Adicionalmente en la Figura 14 se observa un gráfico promedial de las variables: número
de cepas, concentración de PM10 muestreado y concentración de PM10 de la Secretaría;
donde la mayor cantidad de cepas se observó en la estación Tababela, mientras que en
Jipijapa se encontró la mayor concentración de PM10 de los datos muestreados, mas en
los datos de la secretaría, muestran constancia.
29
Tabla 5:
Número de cepas encontradas respecto a la concentración de PM10 calculado.
ESTACIÓN MES No.
CEPAS
[PM10]
MUESTREADO
jipijapa abril 19 130,46234
mayo 24 24,739115
junio 32 14,51623
Belisario abril 17 50,475885
mayo 22 27,232095
junio 33 20,158395
Tababela abril 31 45,485655
mayo 50 15,89958
junio 39 34,123835
Los Chillos abril 28 24,610175
mayo 26 28,54108
junio 21 18,000965
30
Figura 13: Comparación mensual entre el número de cepas, la concentración de PM10
muestreado y la concentración de PM10 de datos de la Secretaría de Ambiente durante
los tres meses de muestreo en las diferentes estaciones: Jipijapa (A), Belisario (B),
Tababela (C) y Los Chillos (D).
Figura 14: Comparación promedial entre estaciones, las variables consideradas son:
número de cepas, concentración de PM10 muestreado y concentración de PM10 de la
Secretaría.
31
En la Tabla 6 se muestran los coeficientes de correlación de Spearman entre el
número de cepas con los datos de: PM10 Muestreado, PM10 Secretaría, Presión
Barométrica y Temperatura. Un pequeño valor del coeficiente no revela que no exista
correlación ya que las variables pueden presentar una relación no lineal (Pita & Pértega,
2001). La correlación entre número de cepas y ambas concentraciones de PM10 tanto
Muestreado como de Secretaría parecen ser independientes, en este caso, el valor del
coeficiente es de – 0,4895 y -0,1818 respectivamente, es decir que existe una correlación
negativa y una correlación negativa no significativa entre el número de cepas y las
concentraciones de PM10. Mientras que la relación entre el número de cepas y los
parámetros meteorológicos son correlaciones positivas.
Tabla 6:
Coeficientes de Correlación Spearman entre el número de Cepas asociadas a PM10,
parámetros meteorológicos y contaminantes.
VARIABLES VARIABLE
No. CEPAS
[PM10] MUESTREADO -0,4895105
[PM10] SECRETARÍA -0,1818182
DIÓXIDO DE AZUFRE -0,3269231
DIÓXIDO DE NITRÓGENO -0,7458333
HUMEDAD RELATIVA -0,0209790
MONÓXIDO DE CARBONO -0,5458333
MONÓXIDO DE NITRÓGENO -0,6291667
ÓXIDOS DE NITRÓGENO TOTALES -0,6791667
OZONO 0,7080420
RADIACION SOLAR 0,6101399
VELOCIDAD DEL VIENTO 0,2185315
PRESIÓN BAROMÉTRICA 0,7220280
TEMPERATURA 0,6451049
32
CAPÍTULO 4: DISCUSIÓN
Quito es una ciudad que se encuentra próxima a volcanes en actividad eruptiva y
explotación de minas. Debido a ubicarse a una altura aproximadamente de 2.800 m.s.n.m.
la quema de combustibles fósiles con alta cantidad de azufre se ve limitada, obligando a
los automotores a realizar mayores esfuerzos para vencer dichas irregularidades,
provocando altas emisiones de azufre y material particulado. Según Díaz, 2006, citando a
la Organización Mundial de la Salud, 2003, la erosión del suelo, la explotación de las
canteras y la quema de combustibles fósiles son las mayores fuentes de material
particulado. De todas las estaciones, según los datos otorgados por la Secretaría de
Ambiente (Anexo 5), los niveles de PM10 varían constantemente, es decir, que ninguna
de las estaciones presenta siempre mayor concentración sobre las otras estaciones.
Cabe mencionar una pequeña descripción de las estaciones de muestreo. La
estación Jipijapa y Belisario se encuentran dentro del perímetro urbano de la ciudad de
Quito, ambas estaciones se encuentran en lugares donde existe gran afluencia de carros en
horas pico. La estación Jipijapa está dentro de la Secretaría de Ambiente, mientras que la
estación Belisario se halla dentro de un instituto de educación secundaria, a 50 metros se
localiza una clínica privada. Las estaciones Tababela y Los Chillos se sitúan fuera del
perímetro urbano de la ciudad de Quito. La estación Tababela se encuentra dentro de una
Unidad educativa, junto a terrenos que se dedican a la agricultura y ganadería a pequeña
escala, la afluencia de carros es mínima; mientras que la estación Los Chillos, está dentro
de una institución privada de telecomunicaciones, donde no hay gran afluencia de carros,
rodeada de viviendas, locales comerciales pequeños y terrenos baldíos.
Durante los meses de muestreo abril, mayo y junio de 2016 se observó que la
concentración de PM10 muestreado se comportó similar que la concentración de PM10
de Secretaría de Ambiente, es decir, que existió un factor común que permite captar mayor
cantidad de partículas de PM10, según Díaz, 2016, las mayores concentraciones de PM10
coincidieron con la velocidad promedio de vientos durante la época monitoreada, en la
33
Figura 15 y en la Tabla 13, existió un ligero aumento de la concentración de PM10 de
Secretaría de Ambiente en el mes de mayo con respecto a los meses de abril y junio de
2016.
Figura 15: Gráfica comparativa de la velocidad del viento en las cuatro estaciones
durante tres meses de muestreo. Los datos de la estación Belisario y Jipijapa son las
mismas. Fuente: (Secretaría de Ambiente, 2016)
La OMS establece que cada país tiene la potestad de considerar normas de calidad
de aire acorde a su realidad social, técnica y económica, para lo cual, el gobierno
ecuatoriano debe realizar un estudio cuidadoso de las condiciones locales propias, antes
de adoptar las guías directamente como normas con validez jurídica (Secretaría de
Ambiente, 2016). La Norma de Calidad del Aire Ambiente (NECA) es la referencia
nacional obligatoria para evaluar el estado de la contaminación atmosférica, publicada
como parte constituyente del Texto Unificado de la Legislación Ambiental Secundaria
(TULAS), Libro IV De la calidad Ambiental, Anexo 4, en el cual se incluyen los límites
máximos permitidos por el contaminante. En este caso el Material Particulado, cuyos
promedio aritmético de monitoreo continuo durante 24 h, no debe exceder de 100 µg.m3.
Dentro de este rango encontramos los niveles deseables (entre 0 – 50 µg.m3) y aceptables
(entre 51 – 100 µg.m3) (Secretaría de Ambiente, 2016). Los datos obtenidos de PM10
34
muestreado indican que dos de las estaciones rebasaron el límite deseables, la primera en
Belisario en el Muestreo I y el segundo en Jipijapa en el Muestreo II con valores de 58,785
y 210,852 respectivamente; este último valor puede deberse a un error en la manipulación
del filtro o un error en la lectura de datos; mientras que con el otro valor, como ya se
mencionó anteriormente pudo ser por la gran afluencia de carros en esa zona. Además en
el Muestreo V en la estación Los Chillos, el peso del filtro muestreado disminuyó,
probablemente porque a que al momento de muestrear, una corriente de aire desprendió
un pedazo del filtro, el cual no pudo ser recuperado.
Ecuador, al ser un país en vías de desarrollo, el proceso de transformación
industrial avanza a pasos agigantados, pero a diferencia de los países ya industrializados,
las necesidades básicas no están al alcance de las manos, y es común encontrar personas
con infecciones respiratorias (IR) causadas por bacterias patógenas relacionadas con el
material particulado (Hernández, 2009).
EL material particulado ha sido extensamente estudiado a nivel físicoquímico
(Cao, 2014, citando a He K., 2001), sin embargo es poco lo que se conoce a nivel
microbiológico. Hasta ahora, no se ha demostrado concluyentemente que ningún
componente del PM sea inofensivo (Cao, 2014, citando a Fowler D., 2013). Estudios de
Clifton, 2010, y Eames, 2009, muestran que los bioaerosoles contienen patógenos
responsables de causar infecciones respiratorias. La mayoría de estudios realizados a
bacterias del aire se llevan a cabo en ambientes hospitalarios.
Se identificaron cinco de las diez bacterias de interés causantes de infecciones
respiratorias a lo largo de la investigación por medio de pruebas bioquímicas: S. aureus,
P. aeruginosa, E. coli, K. pneumoniae, E. cloacae. Aparentemente A. baumanii pudo
identificarse bioquímicamente, pero al someterla a pruebas extras junto a la herramienta
de identificación bacteriana online ABIS versión 12 (Figura 12), se pudo descartar su
posterior identificación por técnicas moleculares.
Staphylococcus aureus puede causar diferentes formas de infecciones, sean
lesiones localizadas en piel, incluso infecciones profundas como osteomielitis y
35
endocarditis. A nivel hospitalario, S. aureus se ha convertido en la mayor causa de
infecciones nosocomiales (Foster, 1996), lo cual representa un serio problema de salud
debido a que su distribución se extiende a nivel mundial. Estos brotes están surgiendo de
manera alarmante en la mayoría de los países industrializados (Zandejas, Avalos, & Soto,
2014). Staphylococcus aureus se encuentran ampliamente distribuido en el aire, leche,
agua potable, aguas residuales. En la Figura 16 se observa el porcentaje de cepas
identificadas durante toda la investigación, en donde S. aureus es la cepa que más se logró
identificar con un 7,56% del total, siguiendo P. aeruginosa con un 6,72% del total, luego
E. cloacae con 0,84% y finalmente E. coli y K. pneumoniae con un 0,56%. A partir de la
década de los 80 el número de infecciones a causa de S. aureus ha incrementado tanto en
comunidades como en hospitales, los cual puede ser explicado por el aumento de la
supervivencia de la población general (Zandejas, 2014, citando a Tibavizco, 2007) y como
se corrobora en el Anexo 3, las cepas S. aureus y P. aeruginosa fueron identificadas en
todas las estaciones.
Figura 16: Porcentaje de cepas identificadas durante toda la investigación, de un total
de 357 cepas. Donde solo un 16,246% pudieron ser identificadas.
0,840%
0,560%0,560%
6,723%
7,563%
83,754%
E. cloacae
E. coli
K. pneumoniae
P aeruginosa
S. aureus
Otro
36
El género Klebsiella es un huésped habitual saprófito del hombre y animales, se
encuentra difundido ampliamente en la naturaleza, principalmente en ambientes acuáticos,
suelo, aguas superficiales, efluentes de industrias y vegetación (Bagley, 1985). Dentro del
DMQ se pudo identificar a dos cepas, correspondientes a las estaciones de Jipijapa y
Belisario, las cuales se encuentran dentro del perímetro urbano. Klebsiella pneumoniae es
ocasionalmente asociada con bacteriemia, a menudo con una alta tasa de mortalidad, y es
considerada como una de las mayores causas de infecciones nosocomiales (Percival, y
otros, 2004).
Según la investigación de Blanco, 2005, sobre la caracterización de PM como
factor de riesgo sobre la salud en una localidad de Colombia, se identificó E. coli en el
material particulado de una zona residencial. Similarmente en la presente investigación la
aparición de E. coli corrobora los resultados obtenidos por Blanco, a diferencia de que las
estaciones Los Chillos y Tababela se ubican fuera del perímetro urbano, y que ambas están
próximas a terrenos ya sean baldíos o sembríos, con abonos orgánicos y agua de riego. E.
coli comúnmente no tiene relevancia en el campo de enfermedades respiratorias, pero sí
lo tiene en el campo de enfermedades gastrointestinales. En el caso de infecciones, la
neumonía cavitada es poco frecuente, en este tipo de infecciones se produce por la necrosis
del parénquima pulmonar secundaria tanto a la invasión bacteriana como a la respuesta
inmunológica del huésped frente a las estructuras de la pared del microorganismo
(Bastidas, Ibarra, & Giraldo, 2012).
E. cloacae se encuentra distribuida en la naturaleza, ya sea en el agua, aguas
residuales, suelo y alimentos. Se origina como un comensal en la microflora intestinal de
animales y humanos, también es patógeno en plantas e insectos. La diversidad de hábitats
se ve reflejada en la variedad genética (Davin, 2015, citando a Mezzatesta et al.., 2012).
Jipijapa fue la única estación en las que se encontró E. cloacae. Respecto a su
patogenicidad, es oportunista y que puede causar una variedad de condiciones, incluyendo
infecciones en ojos y piel, neumonía e infecciones en el tracto urinario (Rogers, S/A). No
es un patógeno primario de humanos, pero ha sido considerado una importante causa de
infecciones nosocomiales (Keller, Pedroso, Ritchmann, & Silva, 1998).
37
A. baumanii, Corynebacterium sp, Legionella spp y S. marcescens no pudieron
ser identificadas con pruebas bioquímicas, por lo tanto, tampoco fue posible realizar una
posterior identificación por técnicas moleculares.
Los organismos pertenecientes al género Acinetobacter se encuentran a menudo
difundidos por naturaleza y pueden ser recolectados de casi todas las muestras de agua
superficial y de suelo (Howard, O'Donoghue, Geeney, & Sleator, 2012). Sin embargo, su
forma patógena tiene como objetivo a los tejidos húmedos como membranas mucosas o
áreas de la piel expuestas, normalmente esto sucede en la unidad de cuidados intensivos
en hospitales a nivel mundial. Según el sistema nacional de vigilancia epidemiológica del
Ministerio de salud MINSAL, 2003, A. baumanii es el principal patógeno causante de
neumonía asociada a ventiladores mecánicos en hospitales.
Algunas cepas de Corynebacterium habitan en el ambiente, sin embargo,
preferentemente se las encuentra en las mucosas de mamíferos y flora normal de la piel.
No suelen distribuirse uniformemente y en ocasiones ocupan nichos específicos
(Fernández, 2010).
Distintas especies de Legionella son encontradas en fuentes ambientales,
principalmente fuentes acuáticas; asociadas sobre todo a la existencia de lodos y materia
orgánica, donde Legionella crece intracelularmente en protozoos dentro de biofilms que
están dispersos en la naturaleza y también en dispositivos médicos (University of
Louisville, 1999). La detección de Legionella es complicada debido a sus requerimientos
de L-cisteína y pirofosfato férrico necesarios para su crecimiento, su habilidad para entrar
en un estado viable no cultivable, su asociación con protozoos y la aparición en biofilms
(University of Louisville, 1999). En el caso de la identificación de Legionella spp al no
disponer de suficiente cantidad de agar BCYE, se procedió a solo realizar un aislamiento
a partir del Muestreo VI, del cual se llevaron a cabo las pruebas bioquímicas. No se detectó
Legionella en ninguno de los medios de cultivo.
Especies de Serratia son fácilmente encontradas en el ambiente, específicamente
S, marcescens es comúnmente encontrada en agua, suelo, animales, insectos y plantas; y
38
cuya patogenicidad se presenta en humanos, animales e insectos (Mahlen, 2011). El agua
parece ser el ambiente natural predilecto de S. marcescens, como lo menciona Mahlen,
2011, citando a Grimont, 2006, en una investigación en donde S. marcescens es la especie
predominante en el agua de un río. En ninguno de los muestreos fue posible identificar S.
marcescens, esto puede deberse a que los muestreadores semiautomáticos se encuentran
a más de 3 m sobre el nivel del suelo, dificultando la entrada de partículas se suelo o
bioaerosoles; esto en las estaciones de Tababela y Los Chillos; mientras que en las
estaciones de Belisario y Jipijapa al encontrarse en medio de la ciudad, es poco probable
que partículas de suelo o bioaerosoles ingresen al muestreador.
La correlación de Spearman entre número de cepas y ambas concentraciones de
PM10 (tanto Muestreado como de Secretaría) parecen ser independientes, en este caso, el
valor del coeficiente es de – 0,4895 y -0,1818 respectivamente, es decir que existe una
correlación negativa y una correlación negativa no significativa entre el número de cepas
y las concentraciones de PM10. Las concentraciones de PM10 asociadas a bacterias
fueron altamente variables, lo cual puede atribuirse a la acción antropogénica y a cambios
atmosféricos (Alghamdi, 2014, citando a Kellogg, 2004).
Mientras que la correlación entre el número de cepas y los parámetros
meteorológicos resultan variables, donde la humedad relativa es el parámetro que menos
correlación presenta. Sin embargo la humedad relativa puede causar agrupamiento de
partículas biológicas y no biológicas, causando un aumento en la capacidad de
supervivencia y a la rápida sedimentación y eliminación de partículas del aire.
Di Giorgio et al., (1996), encontraron que la humedad relativa no tuvo efecto significativo
sobre las partículas viables. El ozono es conocido como un oxidante fototóxico, y se
encontró una correlación positiva con las baterías asociadas a PM10, lo cual puede
atribuirse al bajo tiempo de retención entre el O3 y el PM10 para matar microorganismos
o reaccionar con componentes del PM10, es decir que una considerable cantidad de PM10
pudo haber sido transferida al lugar de muestreo desde fuentes lejanas, por lo que los
microorganismos pudieron tener tiempo para llegar a ser afectados.
39
La velocidad del viento está ligeramente correlacionada con bacterias asociadas a
PM10, y actúa como un factor de dilución. La velocidad de decaimiento de bacterias en
el aire aumenta a medida que incrementa el tiempo de vida del aerosol, ya que la velocidad
del viento ayuda al transporte de los bioaerosoles de la fuente al sitio de muestreo y al
mismo tiempo disminuye la concentración neta de los aerosoles debido a la difusión.
Durante el tiempo de vida del aerosol, éste sufre transformaciones fisicoquímicas en la
atmósfera, tales como coagulación, reordenación estructural, evaporación, adsorción y
absorción, que pueden aumentar o disminuir la supervivencia de los microorganismos
(Alghamdi, y otros, 2014).
Según Alghamdi et al., (2014), citando a Hood, 1973 y a Handley-Webster, 1995,
los efectos de contaminantes y factores meteorológicos asociados a PM son complejos, ya
que las fracciones biológicas (microorganismos) asociadas a PM son atribuidas a diversos
factores como: la composición del PM, parámetros meteorológicos, tipo contaminación,
transformaciones fisicoquímicas, características geográficas, entre otras; de las cuales, la
composición del PM puede afectar la viabilidad de las bacterias.
40
CAPÍTULO 5: CONSLUSIONES
La estación Jipijapa fue la única estación en donde uno de los valores de la
concentración de PM10 sobrepasó los límites de la norma de Calidad del
Aire, con 210,85 µg.m-3.
La correlación entre la concentración de bacterias en el PM10 no fue
significativa.
S. aureus fue la bacteria mayormente identificada en todas las estaciones,
en un segundo lugar P. aeruginosa; principalmente en Tababela.
A. baumanii, Corynebacterium sp, Legionella spp y S. marcescens no se
encontraron en el PM10.
La concentración de microorganismos asociados a PM10 tuvo gran
variabilidad debido a que se encuentran influenciados por condiciones
meteorológicas, contaminantes del aire, y otras.
El O3 tiene una alta correlación positiva con el PM, mientras que la
velocidad del viento ayuda a la supervivencia de los microorganismos
aerotransportados así como también a la dilución de la concentración de
PM10.
Esta investigación ayuda a entender qué factores intervienen en la
supervivencia, movilidad y viabilidad de no solo las bacterias, sino los
microorganismos en general.
La información sobre la fuente de las bacterias transmitidas por el aire
puede ser de importancia al momento de realizar una planificación urbana
para reducir la contaminación por PM10 y la propagación de infecciones
por bacterias en el aire.
41
CAPÍTULO 6: RECOMENDACIONES
Es necesario ampliar la información sobre el Material Particulado, incentivando a
la investigación de este tipo de contaminación, ya que no existe mayor información
disponible sobre bioaerosoles.
Se debe aumentar el número de estaciones en el DMQ, ya que las cuatro estaciones
no abarcan a todo el DMQ, sino una parte de él.
Se deben realizar estudios sobre la dinámica de los bioaerosoles, ya que así se
podría predecir posibles infecciones respiratorias.
Es necesario complementar la información con herramientas de biología molecular
para identificar no solo bacterias, sino también virus y hongos.
Investigar sobre el movimiento de los bioaerosoles dentro y entre Instituciones de
salud.
42
CAPÍTULO 7: BIBLIOGRAFÍA
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